數據是智能時代無可替代的基本元素,而大數據中心作為其物質基礎,也將和交通、通信一樣,成為現代社會基礎設施的一部分,它的建設對今后信息產業的發展起著重要的支撐作用。
1 項目概況
1.1 項目區位
中國聯通(懷來)大數據創新產業園擬建于河北張家口市懷來縣東花園鎮,距離北京 66 km,緊鄰張承、京藏高速,交通便利。該產業園與秦淮數據中心、騰訊數據中心等類似功能的產業園毗鄰,聚集效益明顯。
1.2 項目愿景
該項目要滿足中國聯通大數據業務戰略發展,保持河北聯通大數據業務在河北地區技術水平領先的優勢,向客戶展示高水平的大數據運營管理能力、及具備現代化、科技感的新一代綠色節能數據中心。充分發揮張家口市懷來縣的自身優勢,作為京津冀區域中國聯通除廊坊基地外的第 2 區域數據中心,其承接京津冀區域互聯網、金融、政企等客戶需求。項目需滿足《數據中心設計規范》(GB 50174-2017)A級機房、中國聯通數據中心建設標準 V2.0 中“T3+”及 Uptime標準中的Tier III等級要求。

圖1示出的是園區整體鳥瞰圖。
1.3 建設內容
項目整體占地約為 13.3 萬㎡,總建筑面積約為20.3萬㎡,預計園區可提供 22 500個機柜。該項目一期建設內容為 1棟建筑面積為 25 500 ㎡的機房樓及 1棟建筑面積為 3 000 ㎡的運維樓;機電配套工程由合作方投資建設及運行維護,最終至少形成 3 000 個平均功耗為 8 kW 機柜能力。產業園一期項目土建工程設計總包項目,具體設計與服務內容包含以下各項。
a) 整體項目的園區規劃設計。
b) 一期項目新建建筑物的方案設計與初步設計。
c) 一期項目的室外工程方案設計與初步設計。
d) 一期項目工藝設計對土建設計具體要求。
e) 組織與一期項目相關的專項設計,完成相應的方案設計和初步設計。
2 面臨的問題與挑戰
2.1 業主需求
市場方面,對于IDC客戶,業主方僅有若干目標客戶,商務洽談的合作事宜尚未敲定,所以要求數據機房要有一定的靈活性,便于后期針對不同客戶的不同需求進行改造與升級。社會影響方面,建設數據中心的業主方為中國聯通,基地周邊遍布同類型的產業園區,業主要求園區形象上要能體現中國聯通大企業的實力,要有一定的宣傳與標識性。
2.2 規劃要求
當地規劃部門對本區域的建筑高度和立面選材、選色等方面有嚴格的規定,這在滿足業主方要求的出形象、保靈活等訴求上,對規劃設計提出了更高的要求。
2.3 建筑設計
首期啟動的 2 棟建筑,分別是建筑面積為 25 500㎡的機房樓及建筑面積為 3 000 ㎡的運維樓,二者體量相差近10倍,業主要求一期就要出形象。如何處理二者體量關系,既讓二者協調,又不使運維樓完全被數倍于自己的數據中心所壓倒,成為本次設計的難點之一。

圖2示出的是一期效果圖。
在項目可研階段,可研團隊根據懷來當地氣候特點、供電情況、供水情況、業主需求等方面的綜合調研,得出本次空調方案為風側蒸發冷卻空調系統(下稱 AHU 空調系統),并得到了甲方的肯定。數據中心本質為工業建筑,有很強的功能屬性,在后期的建筑設計階段,很大程度上會受到前期設備選型的制約。本次確定的空調方案給建筑設計主要帶來如下2個方面的影響。
a)建筑外觀設計上,數據中心最高為3層。
b)屋頂防水設計上,屋頂滿鋪 AHU機組,屋面需開設大量空調管道井,管道井與屋面交接處形成防水薄弱環節,數量眾多的防水薄弱點對屋面整體防水極其不利。
3 方案設計亮點
3.1 園區規劃設計
根據基地尺度與常規數據機房尺度對比,將地塊劃分為 9 個區域。根據現場情況,北側為高壓走廊不利于形象展示,西側道路尚未形成,且結合北方氣候情況及傳統風水習慣,將主要出入口設于地塊南側。考慮運維區需要盡量均勻地服務各機房,且貼鄰主要出入口,從而將南側中部的區域布置為運維樓,在地塊北側設置變電站。

圖3示出的是總平面圖及分析圖。
八大機房區域秉承大平面、少樓層的原則,各布置一棟機房樓,并貫徹模塊化、標準化理念,統一為 2種基本體量。運維樓為 C 字型排布方式,形成內部半圍合的景觀空間,并結合屋頂綠化,形成園區綠核。為減弱空間的呆板感,豐富天際線,將地塊正中的數據機房女兒墻適當加高,從而共同構建規則與靈動兼顧的整體規劃。
3.2 建筑設計
在本期數據中心和運維樓的設計上,考慮到二者巨大的體量差距,為了不使運維樓完全被數據中心龐大的體量所壓倒,在體量處理上采用對比的手法來突出運維樓。數據中心為規整敦實的矩形體塊,運維樓的三層則采用漂浮靈動的圓形體塊予以對比。數據中心立面極少開窗,體量封閉,材料使用涂料和格柵,運維樓的三層采用通透玻璃幕環繞四周,形體之靈動猶如天外飛碟漂浮于建筑之上。方與圓的對比、敦實與靈動的對比,使數據中心和運維樓相得益彰,既貼合了創新園區的科技屬性,又滿足了業主希望的一期出形象的訴求。
在園區外部空間的處理中,不僅局限于運維樓與數據機房的體量對比,從更加宏觀的園區層面需要將二者和整體統一考慮。這里不僅是冷冰冰的工業園區,同時也是工作人員工作生活的場所。數據中心與運維樓通過二層的連廊聯系在一起,在運維樓與數據中心之間使用連續的景墻,圍合出大小開敞的灰空間,在其間種植花草灌木,形成一系列層次豐富的近人小空間。
3.2.1 數據中心
基于建筑的功能性質及任務書的相關要求,建筑造型以“形式追隨功能”為設計指導,空間體量簡潔規整,緊密結合平面功能,強化穩重的形象,營造良好的視覺感受和空間氛圍。數據中心為地上 3 層,空間體量通過切分的方式削減整體塊感,形成上中下 3 個層次。立面裝飾元素以豎向線條為主,以變化的格柵及窗扇抽象化表達信息科技的數據流。上部線條向上的延伸感體現無以窮盡,日久天長,與中國聯通logo的寓意相同,同時將其拆解變形,抽象成為數據機房的立面造型。
建筑開窗首先滿足其功能需求,東西側長邊基本不設置窗。南側的主要功能是出入口及辦公,在南側設置門窗以滿足自然采光通風。北側的功能為交通,對應北側的功能使用,在北側需適當開窗。東西兩側,由于建筑本身的空間體量較為巨大,將通過格柵、線條等裝飾手段予以豐富,減小其體量感,使空間感受靈動豐富,且與運維樓彼此協調。
其他功能包括入口門廳、數據機房、電力用房等。以上空間平面布置簡潔方正,走道及疏散樓梯符合消防規范。立面材料以真石漆及鋁格柵為主,以穿孔板、格柵對外側設備進行適當遮擋,并在上部通過格柵抽象化反映數據通信的科技屬性。立面材質基于控制投資的考慮,大面積玻璃面僅在入口局部使用,每棟機房建筑的窗墻比不大于 30%,其余實墻材質選用淺灰色真石漆。
3.2.2 運維樓
運維樓處理以園區內人員的感受為主要出發點又兼顧功能使用要求,建筑外立面與數據中心相呼應,采用真石漆及鋁格柵,立面簡潔大方,與整個園區風格和諧統一。
建筑為 3 層,造型體量上,通過抽象電路板,將其歸納為線、矩形、圓形3種基本元素。將一二層體塊對應矩形,3 層體塊對應圓形構成基本形體。同時為豐富公共空間結構,穿插室外樓梯及片墻,結合多層次的景觀植入,共同構建綠色生態的辦公環境。立面以線為基本元素,立面形式為條形開窗及豎向格柵。
建筑材料、色調與數據中心相互協調,彼此呼應。功能布局順應北方地區的氣候條件,主要辦公空間盡量南向布置。下部立面與數據中心元素統一,上部圓形體量以簡潔的玻璃幕墻為主,與數據中心形成對比。頂層設置通透的展示及辦公空間,形成全方位的視線通廊。運維樓功能包括展示、辦公、餐廳、廚房、宿舍等。
3.3 專項設計
3.3.1 機房靈活性
數據中心建筑為3層。首層為電力用房和數據機房,電力用房在中間,數據機房在兩側,電力用房和數據機房左右一一對應;二層集中布置電力用房,三層集中布置數據機房,電力用房和數據機房上下一一對應。電力用房和數據機房的分層布置,便于機房功率的調整和大小機房的靈活分割。三層數據機房的數量占整棟樓的 2/3.相當于整棟樓的 2/3滿足了數據機房的可變性要求。
3.3.2 屋面防水
數據中心對防水有著極高的要求,一期數據中心由于使用 AHU 空調系統,屋面滿鋪空調系統的室外機,每個室外機需要一進一出 2 個風口與機房聯系。屋面進出風口部位是防水的薄弱環節,而這樣的薄弱環節在整個屋頂有幾百個,任何一個泄漏都有可能導致機房遭受重大損失,使得屋面的防水受到極大的挑戰。
屋面防水從以下3個方面保證。
a)屋面整體現澆完成后,注水檢驗其結構防水性。
b)屋面防水材料使用 SBS改性瀝青,卷材密實滿鋪。
c)屋面排水使用有組織外排水。
屋面采用防水混凝土一體現澆,然后注水檢驗,保證屋面結構的防水性;材料使用SBS改性瀝青;采用外排水形式,使雨水迅速疏散到屋面以外,避免了因排水不及時雨水滯留屋面,從而增加滲漏幾率的缺點。
3.3.3 屋面通風
屋面滿鋪AHU機組,所以要保證屋面有良好的通風環境。由于數據中心臨近交通干道,要考慮展示面的美觀問題,簡單將女兒墻升高遮住屋頂設備則會影響屋頂設備的通風效果。結合立面格柵和通風口的位置,將女兒墻靠近通風口的位置掏空以格柵代替實墻,從而滿足設備的通風要求。
4 結束語
古代知識的記錄和傳承通過紙張來進行,信息時代,信息的傳遞與儲存通過數據來完成。基于這樣的出發點,通過對數據中心屬性的再思考,從使用者的需求到場地特性、從功能的滿足到文化表達,來回應新時期對數據產業基礎設施建設的新要求。本文通過對中國聯通(懷來)大數據創新產業園建設項目的解析,來闡述在功能、場地、文化方面的思考,也希望能給類似項目的建設提供一些有價值的參考。(作者:張 琪 吳禮楊)